DE102008015286A1 - Optoelectronic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor mit mehreren Lichtsendern zur Aussendung von Lichtsignalen in einen Überwachungsbereich, wenigstens einem Lichtempfänger zum Empfang von von den Lichtsendern ausgesandten Lichtsignalen und einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Erzeugung und/oder Beeinflussung der Lichtsignale und zur Erzeugung eines Objektfeststellungssignals im Falle des Vorhandenseins eines Objektes im Überwachungsbereich in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtempfängers.The The invention relates to an optoelectronic sensor with several Light transmitters for emitting light signals in a surveillance area, at least one light receiver for receiving from the Lichtsendern emitted light signals and a control and / or Evaluation device for generating and / or influencing the light signals and for generating an object detection signal in case of Presence of an object in the surveillance area in Dependence on the output signals of the light receiver.
Derartige Sensoren können insbesondere als mehrstrahlige Lichtgittersysteme zur Zugangsüberwachung eingesetzt werden, wobei insbesondere gefährliche Maschinenarbeitsbereiche oder bestimmte Räume innerhalb eines Gebäudes abgesichert werden sollen.such In particular, sensors can be used as multi-beam light grid systems be used for access control, in particular dangerous machine work areas or specific spaces within of a building.
Wenn bei Sensoren der genannten Art ein Objekt in den Überwachungsbereich gelangt und dadurch der Lichtweg zwischen Lichtsender und Lichtempfänger unterbrochen wird, wird ein Objektfeststellungssignal generiert, das beispielsweise zum Abschalten einer Maschine und/oder zur Auslösung eines akustischen oder optischen Warnsignals führen kann.If in sensors of the type mentioned an object in the surveillance area and thereby the light path between light transmitter and light receiver is interrupted, an object detection signal is generated, For example, to shut down a machine and / or to trigger an audible or visual warning signal may result.
Bei
den derzeit üblichen Lichtgittern wird ein Lichtpuls oder
eine Lichtpulsfolge ausgesandt der bzw. die mittels eines Schwellwertdetektors
nachgewiesen wird bzw. werden. Die jeweiligen Lichtpulse können
nun aber durch Störsignale überlagert sein, was
die Detektion der empfangenen Pulse bzw. Pulsfolgen zumindest erschwert.
In der
Aus der Mobilfunktechnik ist die Anwendung von sogenannten Spread-Spektrum-Techniken bekannt. Dabei kann beispielsweise ein Pseudozufallsrauschcode über ein sogenanntes primitives Polynom erzeugt sein, wobei ein solcher Pseudozufallsrauschcode beispielsweise eine M-Sequenz umfassen kann.Out The mobile technology is the application of so-called spread spectrum techniques known. In this case, for example, a pseudo-random noise code over be generated a so-called primitive polynomial, with such a Pseudo-random noise code may include, for example, an M sequence.
Es ist nun denkbar, beispielsweise verschiedene M-Sequenzen zu erzeugen, um unterscheidbare orthogonale Übertragungssignale zu erzeugen und damit sicherzustellen, dass sich benachbarte Lichtgitter nicht stören. Werden dabei für die Lichtgitter aus dem Bereich der Mobilfunktechnik bekannte Spread-Spektrum-Techniken unter Anwendung eines sogenannten CDMA-Verfahrens (CDMA = Code Division Multiple Access) angewandt, so können prinzipiell Kasami-Folgen, Gold-Codes, M-Sequenzen, Barker-Codes, ein Hadamart-Walsh-Code oder eine Kombination dieser Codes als Pulsfolgen benutzt werden.It it is now conceivable, for example, to generate different M sequences, to produce distinguishable orthogonal transmission signals and to ensure that adjacent light grids do not interfere. Be there for the light grids from the field of mobile technology known spread spectrum techniques using a so-called CDMA (Code Division Multiple Access) method, in principle Kasami sequences, gold codes, M sequences, Barker codes, a Hadamart-Walsh code or a combination of these Codes are used as pulse sequences.
Die Orthogonalität nimmt zwar mit zunehmender Länge der Pulsfolgen zu. Da es bei Lichtgittern nun aber auf eine schnelle Ansprechzeit ankommt, ist es nicht möglich, beliebig lange Pulsfolgen einzusetzen. Die Pulsfolgen sind in der Praxis vielmehr auf eine Länge von beispielsweise 2N – 1 Chips begrenzt, wobei N beispielsweise im Bereich von 5 bis 8 liegen kann. Es besteht daher die Gefahr, dass sich die einzelnen Strahlen eines Lichtgitters stören.The orthogonality increases with increasing length of the pulse sequences. However, with light curtains nowadays, a fast response time is important, so it is not possible to use pulse sequences of any length. Rather, in practice, the pulse sequences are limited to a length of, for example, 2 N -1 chips, where N may be in the range from 5 to 8, for example. There is therefore the danger that the individual rays of a light grid interfere.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten optoelektronischen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei möglichst einfachem Aufbau und möglichst großer Reichweite einen optimalen Störabstand der einzelnen Strahlen eines Lichtgitters gewährleistet.Of the Invention is based on the object, an improved optoelectronic To provide sensor of the type mentioned, as far as possible simple structure and the largest possible range an optimal signal to noise ratio of the individual beams of a Light grid ensured.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Lichtsender vorgesehen sind, deren zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandte Lichtsignale jeweils durch ein nach dem Bandspreizverfahren mit einem Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt sind, wobei die Codes verschiedener Lichtsender durch quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes erzeugt sind oder einem ersten Lichtsender ein erster Code in Form eines eine M-Sequenz, Gold-Sequenz oder Kasami-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes zugeordnet ist, der eine in mehrere Code-Segmente aufgeteilte Mutter-Sequenz bildet, und wenigstens einem weiteren Lichtsender ein sich zumindest vom ersten Code unterscheidender weiterer Code zugeordnet ist, der durch eine zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz erzeugt ist, wobei die den verschiedenen Lichtsendern zugeordneten unterschiedlichen Codes wieder quasi-orthogonale Codes bilden.According to the invention This object is achieved in that at least two light emitters are provided, at least substantially simultaneously in the surveillance area emitted light signals each by one after the spread spectrum method generated with a code modulated output, wherein the Codes of different light transmitters by quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes are generated or a first light transmitter, a first code in the form one comprising an M sequence, gold sequence or Kasami sequence Pseudo-random codes are assigned, one in several code segments divided mother sequence forms, and at least one other Light emitter at least differing from the first code another code is assigned by a cyclic shift the code segments of the mother sequence is generated, the the different light sources associated with different codes form again quasi-orthogonal codes.
Die zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten Codes sind also auf bestimmte einfache Weise so gewählt und werden so ausgewertet, dass sie zumindest im Wesentlichen keinen Einfluss aufeinander ausüben. Die die Codes bildenden Sequenzen oder Folgen können auch bei einer Verschiebung relativ zueinander noch eindeutig identifiziert werden. Damit wird nun vor allem auch erreicht, dass die einzelnen Strahlen eines betreffenden Lichtgitters sich zumindest im Wesentlichen nicht mehr stören, d. h. die Funktionsfähigkeit des Sensors im wesentlichen gewährleistet ist.The at least substantially simultaneously emitted codes are thus selected in a particular simple manner and are evaluated so that they exert at least substantially no influence on each other. The sequences or sequences forming the codes can also be relative to one another during a shift still be clearly identified. Thus, it is now also achieved, above all, that the individual beams of a relevant light grid no longer interfere at least essentially, ie, the functionality of the sensor is essentially ensured.
Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass bei n zumindest im Wesentlichen simultan gesendeten Codes empfangsseitig n verschiedene Korrelationsspektren ausgewertet werden.The Control and / or evaluation, for example, so executed be that with n at least substantially simultaneously transmitted codes On the receiving side n different correlation spectra are evaluated.
Dabei ist die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorteilhafterweise so ausgeführt, dass die n verschiedenen Korrelationsspektren über die Positionen der einzelnen Korrelationspeaks verknüpft ausgewertet werden.there is the control and / or evaluation advantageously so executed that the n different correlation spectra over linked the positions of the individual correlation peaks be evaluated.
Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung so ausgeführt ist, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifizierbar sind. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden. Es soll also insbesondere gewährleistet sein, dass empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Sensor erfasst und/oder gesampelt werden und so die Auswertungen der einzelnen Codes verknüpft werden können.From Advantage is especially when the control and / or evaluation is designed so that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M sequences, gold sequences or Kasami sequences on the receiving side all codes with only an evaluation process are identifiable. The evaluation can ie in particular by means of a single correlation process only a correlation spectrum can be performed. It In particular, it should be ensured that the receiving side all codes recorded with only one sensor and / or be sampled and linked to the evaluations of the individual codes can be.
Bei simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen kann die quasi-orthogonale Eigenschaft der unterschiedlichen Codes insbesondere auf den Autokorrelationseigenschaften der M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen basieren.at simultaneously emitted cyclically shifted M sequences, gold sequences or Kasami sequences can be the quasi-orthogonal property of different codes, especially on the autocorrelation properties M sequences, Gold sequences or Kasami sequences are based.
Bevorzugt ist die Mutter-Sequenz in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei und vorzugsweise in zwei bzw. drei bis sechs Code-Segmente aufgeteilt.Prefers is the mother sequence in at least two, especially in at least three and preferably in two or three to six code segments divided up.
Durch die zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz sind vorteilhafterweise zumindest zwei, insbesondere drei und vorzugsweise zwei bzw. drei bis sechs unterschiedliche Codes erzeugt.By the cyclic shift of the code segments of the mother sequence are advantageously at least two, in particular three and preferably generates two or three to six different codes.
Die unterschiedlichen Codes sind bevorzugt verschiedenen Lichtsendern eines Lichtgitters zugeordnet.The different codes are preferred different light emitters assigned to a light grid.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensors sind die von den Lichtsendern zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale jeweils durch ein nach dem DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahren mit dem betreffenden Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt.According to one preferred practical embodiment of the invention Optoelectronic sensor are those of the light emitters at least essentially simultaneously sent to the surveillance area Light signals in each case by one after the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) band spreading method with the relevant code modulated Output signal generated.
Gemäß diesem DSSS-Bandspreizverfahren kann ein jeweiliges Ausgangssignal mittels einer vorgegebenen Bitfolge gespreizt werden. Diese Bitfolge wird auch als Spreizcode oder Chipping-Sequenz bezeichnet.According to this DSSS spread spectrum method can use a respective output signal a given bit sequence are spread. This bit sequence becomes also referred to as spreading code or chipping sequence.
Die von den Lichtsendern simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale werden zweckmäßigerweise jeweils durch wenigstens einen mit dem betreffenden Code gemischten Lichtpuls erzeugt. In diesem Fall ist das jeweilige Ausgangssignal also durch wenigstens einen Lichtpuls gebildet.The from the light emitters simultaneously into the surveillance area emitted light signals are expediently each by at least one mixed with the code in question Generated light pulse. In this case, the respective output signal So formed by at least one light pulse.
Zweckmäßigerweise werden die von dem Lichtempfänger insbesondere als Summensignal empfangenen Lichtsignale zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender zugeordneten Ausgangssignals mit dem dem betreffenden Lichtsender zugeordneten Code beaufschlagt.Conveniently, in particular the sum of the signal from the light receiver as sum signal received light signals to identify the one Light transmitter associated output signal with the relevant Light transmitter associated code applied.
Dabei umfasst die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorzugsweise Mittel, um zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender zugeordneten Ausgangssignals die Autokorrelationsfunktion zwischen den empfangenen Lichtsignalen bzw. Summensignal und dem betreffenden Code zu bilden.there the control and / or evaluation device preferably comprises means to identify the associated with a respective light emitter Output signal the autocorrelation function between the received To form light signals or sum signal and the code in question.
Zweckmäßigerweise ist jeweils zumindest zwei Lichtsendern und vorzugsweise jeweils zumindest drei Lichtsendern ein gemeinsamer Lichtempfänger zugeordnet.Conveniently, is at least two light emitters and preferably each at least three light transmitters a common light receiver assigned.
Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten quasi-orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes erfolgt die Synchronisation des Sensors bzw. Lichtgitters zweckmäßigerweise über einzelne Pseudozufallssequenzen.at at least substantially simultaneously emitted quasi-orthogonal Hadamard Walsh codes, the synchronization of the sensor or Light grid expediently over individual Pseudo-random sequences.
Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen erfolgt die Synchronisation des Sensors bzw. Lichtgitters bevorzugt über das vom zugeordneten gemeinsamen Lichtempfänger empfangene Summensignal.at at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, gold sequences or Kasami sequences are synchronized of the sensor or light grid preferably over that of the associated common light receiver received sum signal.
Lichtsender und Lichtempfänger können zumindest teilweise aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs angeordnet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, Lichtsender und Lichtempfänger auf einer Seite des Überwachungsbereichs und einen Retroreflektor auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs anzuordnen. Die zweite Variante entspricht einer Autokollimationsanordnung.light source and photoreceptors may be at least partially on opposite sides of the surveillance area be arranged. In principle, it is also possible Light emitter and light receiver on one side of the surveillance area and a retroreflector on the opposite side of the surveillance area to arrange. The second variant corresponds to an autocollimation arrangement.
Wie bereits erwähnt, sind die Lichtsender und Lichtempfänger bevorzugt in einer Lichtgitteranordnung vorgesehen.As already mentioned, are the light emitter and light receiver preferably provided in a light grid arrangement.
Bevorzugt ist jeweils mehreren Lichtsendern ein gemeinsamer Lichtempfänger zugeordnet und entsprechend die Anzahl der Lichtempfänger geringer als die Anzahl der Lichtsender.Prefers each light transmitter is a common light receiver assigned and according to the number of light receivers less than the number of light emitters.
Werden also sogenannte Spread-Spektrum-Techniken bei Lichtgittern als CDMA-Verfahren angewendet, so können zwar prinzipiell Kasami-Folgen, Gold-Codes, M-Sequenzen, Barker-Codes, ein Hadamard-Walsh-Code oder eine Kombination dieser Codes als Pulsfolgen benutzt werden. Da es bei Lichtgittern jedoch auf eine schnelle Ansprechzeit ankommt, ist es nun aber nicht möglich, beliebig lange Pulsfolgen zu benutzen. Die Pulsfolgen sind daher in der Praxis auf die Länge von 2N – 1 Chips begrenzt (N = 5, 6, 7, 8 (max)). Dies bedeutet, dass die Pulsfolgen nur quasi-orthogonal sein können. Es soll nun ein Empfänger von mehreren, zum Beispiel 3 bis 6 Sendern bestrahlt werden, wobei die einzelnen Signale durch Signalauswertung im Sinne des CDMA-Verfahrens eindeutig identifizierbar sein sollen.So if so-called spread spectrum techniques in light grids are used as CDMA methods, then in principle Kasami sequences, gold codes, M sequences, Barker codes, a Hadamard-Walsh code or a combination of these codes can be used as pulse sequences become. However, as light curtains require a fast response time, it is not possible to use arbitrarily long pulse sequences. The pulse sequences are therefore limited in practice to the length of 2 N - 1 chips (N = 5, 6, 7, 8 (max)). This means that the pulse sequences can only be quasi-orthogonal. Now, a receiver of several, for example, 3 to 6 transmitters are to be irradiated, whereby the individual signals should be clearly identifiable by signal evaluation in the sense of the CDMA method.
Die Orthogonalität ist in zweierlei Hinsicht zu betrachten. So können die Codes und die Auswertung sowie das Timinig so gewählt sein, dass mehrere Systeme oder Lichtschranken, die räumlich nebeneinander betrieben werden, keinen oder nur einen geringen Einfluss aufeinander ausüben. Damit sind die Systeme zueinander orthogonal, das heißt es ist insoweit die Orthogonalität außerhalb eines jeweiligen Systems gewährleistet.The Orthogonality is to be considered in two ways. So the codes and the evaluation as well as the timinig be chosen so that several systems or light barriers, which are operated spatially side by side, no or have little influence on each other. In order to the systems are orthogonal to each other, that is it is insofar as the orthogonality outside of a respective Systems guaranteed.
Zum anderen soll die Orthogonalität innerhalb eines jeweiligen Systems, das heißt beispielsweise innerhalb eines Lichtgitters gegeben sein. Dabei sollen die simultan gesendeten Codes zumindest im Wesentlichen keinen Einfluss aufeinander ausüben, sodass die Folgen auch bei einer Relativverschiebung noch eindeutig identifiziert werden können. Hierbei sind die Sequenzen oder Folgen zueinander orthogonal.To the another is said to have orthogonality within each one Systems, that is, for example, within a light grid be given. At the same time, the simultaneously transmitted codes should be essentially no influence on each other so that the consequences are clearly identified even with a relative shift can be. Here are the sequences or sequences to each other orthogonal.
Da nur quasi-orthogonale Codes erzeugt und verwendet werden können, kann sich das System durch die simultan gesendeten Signale möglicherweise selbst stören, was besonders kritisch ist, da die Fluktuationen der Lichtenergie der eingesetzten LEDs bedingt durch den Herstellungsprozess natürlichen Schwankungsbreiten unterliegen. So kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass ein Störpegel maximal um einen Faktor 2 stärker als der eigentliche Sender in den Empfänger einstrahlt, was bedeutet, dass der Nutzcode um einen Faktor schwächer sein kann als der Störcode. Dies kann dazu führen, dass der Empfänger ab und zu den Störcode als Nutzsignal erkannt. Die Anwendung des DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)/CDMA(Code Division Multiple Access)-Verfahrens führt zu einer Minimierung der FAR (False Acceptance Rate).There only quasi-orthogonal codes can be generated and used The system may be affected by the simultaneous transmission of signals even disturbing, which is particularly critical, since the fluctuations of the Light energy of the LEDs used due to the manufacturing process subject to natural fluctuation margins. So, for example It can be assumed that a maximum noise level of around a factor 2 stronger than the actual transmitter in the Receiver injects, which means that the user code by one Factor may be weaker than the sturgeon code. This may cause the recipient from time to time Fault code recognized as a useful signal. The application of the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) / CDMA (Code Division Multiple Access) method leads to a minimization of the FAR (False Acceptance Rate).
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Verringerung der Störempfindlichkeit durch simultan gesendete Codes erreicht, sodass bei Lichtgittern eine Anwendung des DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahrens als CDMA(Code Division Multiple Access)-Verfahren möglich ist.by virtue of the solution according to the invention becomes a Reduction of susceptibility due to simultaneous transmission Codes reached, so that in light curtains an application of the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) band spreading method as CDMA (Code Division Multiple Access) method is possible.
Dabei können erfindungsgemäß insbesondere die folgenden Strategien angewandt werden, um auszuschließen, dass ein Störcode als Nutzcode erkannt wird:
- – Es werden quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes im synchronisierten Betrieb verwendet, wobei zur Synchronisation einzelne pn- oder Peusdozufalls-Sequenzen herangezogen werden können.
- – Es werden quasi-orthogonale verschobene M-Sequenzen im synchronisierten Betrieb verwendet, wobei zur Synchronisation das Summensignal aller simultan gesendeten Codes herangezogen werden kann.
- – Bei n simultan gesendeten Codes werden n verschiedene Korrelations-Spektren ausgewertet. Da die Codes auch simultan empfangen werden, muss die Position der einzelnen Peaks an gleicher Position sein. Durch die Positionen können die unterschiedlichen Spektren verknüpft ausgewertet werden, was die FAR (False Acceptance Rate) deutlich minimiert.
- - Quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes are used in synchronized operation, with individual pn or Peusdo random sequences can be used for synchronization.
- - Quasi-orthogonal shifted M-sequences are used in synchronized operation, wherein for synchronization the sum signal of all simultaneously transmitted codes can be used.
- - For n simultaneously transmitted codes n different correlation spectra are evaluated. Since the codes are also received simultaneously, the position of the individual peaks must be in the same position. Due to the positions, the different spectra can be evaluated linked, which significantly reduces the FAR (False Acceptance Rate).
Bei verschobenen M-Sequenzen treten in einem Korrelations-Spektrum Peaks aller simultan gesendeten Codes auf, sodass alle Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifiziert werden können, wobei hier ein konstanter Abstand der einzelnen Peaks ausschlaggebend ist. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden.In shifted M-sequences, peaks of all the signals are sent simultaneously in a correlation spectrum codes, so that all codes can be identified with only one evaluation process, whereby here a constant distance of the individual peaks is decisive. The evaluation can thus be carried out in particular by means of a single correlation process with only one correlation spectrum.
Aufgrund
der erfindungsgemäßen Lösung wird eine
Reihe von Vorteilen erzielt. So wird durch die simultan gesendeten
Signale die Übertragungszeit im Lichtkanal reduziert. Zudem
ergibt sich mit den simultan gesendeten Signalen eine Verringerung
der Anzahl an kostenintensiven Empfangs-ASICs. Es hat sich gezeigt, dass
auch mit simultan gesendeten Signalen beispielsweise bei 30 mm-Optiken
die Reichweite von 20 m auf mehr als 100 m gesteigert wird. Beispielsweise
bei N = 7 (N = Ordnung des Generator-Polynoms) sind für
den Einsatz des DSSS-Verfahrens bis zu 16 Codes möglich,
wobei jeder dieser Codes durch zyklische Verschiebung bis zu sechs
weitere verschobene M-Sequenzen erzeugen kann. So können
beispielsweise bis zu sechs Codes bzw. verschobene M-Sequenzen simultan
gesendet werden. Durch eine Verknüpfung der Korrelations-Spektren ergibt
sich eine sehr geringe FAR (False Acceptance Rate) auch bei einem
Einstrahlen von Störsendern nach
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing; in this show:
Ein
betreffender optoelektronischer Sensor kann also insbesondere mehrere
Lichtsender
Dabei
sind erfindungsgemäß wenigstens zwei Lichtsender
Die
Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung
Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung kann vorteilhafterweise auch so ausgeführt sein, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifizierbar sind. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden.The Control and / or evaluation can advantageously also be designed so that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences on the receiving side all Codes are identifiable with only one evaluation process. The evaluation can thus in particular by means of a single correlation process be performed with only one correlation spectrum.
Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen kann die quasi-orthogonale Eigenschaft der unterschiedlichen Codes auf den Autokorrelationseigenschaften der M-Sequenzen basieren.at at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences can be the quasi-orthogonal property of the different Codes based on the autocorrelation properties of the M sequences.
Die
Mutter-Sequenz kann insbesondere in zumindest drei Code-Segmente
aufgeteilt sein. Durch die zyklische Verschiebung der Code-Segmente
der Mutter-Sequenz können zumindest zwei und insbesondere zumindest
drei unterschiedliche Codes erzeugt sein. Dabei können
die unterschiedlichen Codes insbesondere verschiedenen Lichtsendern
Die
von den Lichtsendern
Die
von den Lichtempfängern
Bei
zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten quasi-orthogonalen
Hadamard-Walsh-Codes kann die Synchronisation des Sensors insbesondere über
einzelne Pseudozufallssequenzen erfolgen. Bei zumindest im Wesentlichen
simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen kann die
Synchronisation des Sensors insbesondere über das vom zugeordneten
gemeinsamen Lichtempfänger
Lichtsender
Ziel der Auswertungsstrategie ist es, insbesondere innerhalb eines Lichtgitters das Vorhandensein aller simultan gesendeten Codes eindeutig zu bestimmen, sodass ein sicherer und zuverlässiger Betrieb möglich ist.aim the evaluation strategy is, especially within a light grid to uniquely determine the presence of all simultaneously transmitted codes, so that safe and reliable operation is possible.
Neben den Code-Eigenschaften kommt es auch auf die Gestaltung der Auswertung an. Dabei sollen die im System vorhandenen Informationen berücksichtigt und in der Auswertungsstrategie bestmöglich vereinigt werden.Next The code properties also affect the design of the evaluation at. The information contained in the system should be taken into account and be combined in the evaluation strategy in the best possible way.
Bei
dem in der
Die Sendedioden strahlen die analogen Code-Signale Ch(t) auf das Empfangsmodul. Die dargestellte Bandpass-Charakteristik des Code-Signals resultiert aus den Bandpass-Eigenschaften des Empfangsmoduls.The transmitting diodes radiate the analog code signals C h (t) to the receiving module. The illustrated bandpass characteristic of the code signal results from the bandpass characteristics of the receive module.
Im
optischen Übertragungskanal überlagern sich Code-Signale
sowie optische Störer (Interferenz, vgl. auch nochmals
Das empfangene Summen-Signal wird nun mit einer Abtastrate von beispielsweise 12 MHz abgetastet und steht als zeit- und wertdiskretes Summen-Signal Rx[k] der Auswertung zur Verfügung.The received sum signal is now sampled at a sampling rate of, for example, 12 MHz and is available as time and value discrete sum signal R x [k] of the evaluation.
Die Auswertung erfolgt über im Quell-Code abgelegte zeit- und wertdiskrete Referenz-Codes.The Evaluation takes place via the time code stored in the source code discrete-value reference codes.
Im Folgenden sei näher auf das Auswerte-Prinzip eingegangen.in the The following section deals in detail with the evaluation principle.
Dabei kann zur Detektion der einzelnen Code-Signale Ch(t) das diskrete Summen-Signal Rx[k] in drei Korrelationsvorgängen mit den einzelnen Referenz-Codes Cref,h[k] gefiltert werden. Die Korrelation ist hier beispielsweise als FIR-Filter, das heißt als sogenanntes ”Matched Filter” zu verstehen (FIR = Finite Impulse Response).In this case, to detect the individual code signals C h (t), the discrete sum signal R x [k] can be filtered in three correlation processes with the individual reference codes C ref, h [k]. The correlation is here, for example, as an FIR filter, that is, to be understood as a so-called "matched filter" (FIR = Finite Impulse Response).
Die Auswertestrategie ist vom verwendeten Code-Typ abhängig. Dabei dienen im Wesentlichen das PSR (Peak-Sidelobe-Ratio) sowie Höhe und Position des Korrelations-Peaks als Auswertekriterien. Das Korrelationsspektrum Sh[m] ist gegeben durch:The evaluation strategy depends on the code type used. This essentially serve the PSR (Peak Sidelobe Ratio) and height and position of the correlation peak as evaluation criteria. The correlation spectrum S h [m] is given by:
Korrelations-Peak (Peak of Correlation)Correlation Peak (Peak of Correlation)
Die Referenz-Codes dienen als b-Koeffizienten der einzelnen Filter. Entsprechend der Signal-Theorie ist die Impulsantwort des Filters der Referenz-Code. Da es sich hier um ein lineares zeitinvariantes System handelt, wird die Systemantwort, mit dem Referenz-Code als Eingangssignal, ein Diracstoss sein. Der Diracstoss sei hier auch als Korrelations-Peak (Peak of Correlation) bezeichnet.The Reference codes serve as b-coefficients of the individual filters. According to the signal theory is the impulse response of the filter the reference code. Since this is a linear time-invariant System is acting, the system response, with the reference code as Input signal to be a Diracstoss. The Diracstoss is here too referred to as the correlation peak (peak of correlation).
Stör-Peaks (Peak of Interference)Interference peaks (peak of interference)
Durch optische Störer können im Korrelations-Spektrum Stör-Peaks (Peaks of Interference) entstehen.By Optical interferers may be in the correlation spectrum Perturbation peaks (peaks of interference) arise.
Korrelations-Rauschen (Sidelobes)Correlation noise (sidelobes)
Da nur eine endliche Anzahl von Abtastwerten des Summen-Signals betrachtet wird und das System nicht rauschfrei ist (ASIC-Rauschen), ent steht im Korrelations-Spektrum sogenanntes Korrelations-Rauschen (Sidelobes).There considered only a finite number of samples of the sum signal and the system is not noise-free (ASIC noise), ent stands in the correlation spectrum so-called correlation noise (sidelobes).
Peakpeak
Der Kurven-Punkt mit maximalem Ordinaten-Wert des Korrelations-Spektrums wird als Peak bezeichnet. Hierbei wird der Abszissen-Wert als Peak-Position (Peak-Pos) und der Ordinaten-Wert als Peak-Höhe (Peak) bezeichnet.Of the Curve point with maximum ordinate value of the correlation spectrum is called a peak. Here, the abscissa value becomes the peak position (Peak-Pos) and the ordinate value as peak height (peak) designated.
PSR (Peak to Sidelobe Ratio)PSR (Peak to Sidelobe Ratio)
Das PSR ist das Verhältnis von maximalem Peak zu maximalen Sidelobes oder zu maximalen Stör-Peaks.The PSR is the ratio of maximum peak to maximum Sidelobes or maximum interference peaks.
Auswertebereich (Evaluation Range)Evaluation range
Um das PSR zu berechnen, wird zur Optimierung der Systemansprechzeit der Auswertebereich (Evaluation Range) auf einen kleinen Spektralbereich reduziert. Lediglich bei der Synchronisation wird das gesamte Korrelations-Spektrum betrachtet.Around computing the PSR will optimize the system response time the evaluation range to a small spectral range reduced. Only in the synchronization is the entire correlation spectrum considered.
Erlaubter Bereich (Valid Range)Allowed range (Valid Range)
Dieses schmale Band im Korrelations-Spektrum dient der Synchronisation und der Signalauswertung. Dieser Bereich kann nicht auf eine einzige Position reduziert werden, da das System Toleranz zur Regelung benötigt.This narrow band in the correlation spectrum is used for synchronization and the signal evaluation. This area can not be on a single Position are reduced because the system requires tolerance for control.
Im Folgenden wird das Synchronisations- und Regelverhalten näher betrachtet.in the Following is the synchronization and control behavior closer considered.
Das
System hat drei Zustände, die in dem in der
In
der folgenden Tabelle sind die Zustandswechsel-Bedingungen des Systems
wiedergegeben:
Im
Folgenden sind die in der
Search StateSearch State
Sender und Empfänger werden gezielt asynchron betrieben. Sobald ein Peak detektiert wird (Bedingung ID1), wechselt das System in den Zustand ”Sync State”.transmitter and receivers are selectively operated asynchronously. As soon as a peak is detected (condition ID1), the system changes to the state "Sync State".
Sync StateSync State
Der Trigger-Timer startet den nächsten Abtastvorgang. Der Startzeitpunkt des Abtastens wirkt sich unmittelbar auf die Peak-Position aus. Die Peak-Position wird so in den Mittelpunkt des Korrelations-Spektrums geregelt. Dieser Vorgang wird Synchronisation genannt. Sobald die Peak-Position beispielsweise 50-mal innerhalb des Bereichs ”Valid Range” liegt, wechselt das System in den Zustand ”Secure State”.Of the Trigger timer starts the next scan. The start time scanning has an immediate effect on the peak position. The peak position is thus regulated to the center of the correlation spectrum. This process is called synchronization. For example, once the peak position 50 times within the range "Valid Range", the system changes to the state "Secure State".
Secure StateSecure State
Das System regelt zu jeder Zeit die Position des Peaks nach, sodass die Peak-Position innerhalb des Bereichs ”Valid Range” bleibt. Steht dem System beispielsweise über 100 Scans kein Signal mehr zur Regelung zur Verfügung, wechselt das System in den Zustand ”Search State”.The System will adjust the position of the peak at any time so that the peak position remains within the "Valid Range" range. For example, if the system has no signal over 100 scans more to the scheme available, the system changes to the state "Search State".
Im Folgenden sei näher auf das Synchronisations-Prinzip eingegangen.in the Below, we will discuss the synchronization principle in more detail.
Zur Synchronisation des Systems muss das Signal eindeutig detektier- und regelbar sein. Sind Code-Signal und Referenz-Code ohne Verschiebung τ zueinander vorhanden, ergibt sich ein Korrelations-Peak mittig innerhalb des Korrelations-Spektrums.to Synchronization of the system must clearly detect the signal and be controllable. Are code signal and reference code without displacement τ to each other present, results in a correlation peak centered within the Correlation spectrum.
Sind
Code-Signal und Referenz-Code voneinander um τ verschoben
(vgl.
Die
Verschiebung τ entsteht durch zeitlich zu frühes
oder zu spätes Abtasten. Das empfangene Signal wird abhängig
von der Verschiebung τ, wie dies im Folgenden beschrieben
ist:
Das Korrelations-Spektrum berechnet sich wie folgt:The Correlation spectrum is calculated as follows:
Hierfür
ergibt sich für die Peak-Position folgender Zusammenhang:
Unter
idealen Bedingungen ergibt sich folgender Verlauf für die
Peak-Position in Abhängigkeit von der Verschiebung τ:
Das
System regelt den Peak zur Mitte des Korrelations-Spektrums (vgl.
The system controls the peak to the center of the correlation spectrum (cf.
Sobald das System synchronisiert ist, muss lediglich die exakte Position nachgeregelt werden. Die Regelung im ”Secure State” benötigt hierfür nur im erlaubten Bereich (Valid Range) einen stetigen Verlauf.As soon as the system is synchronized, only the exact position needs to be be readjusted. The regulation in the "Secure State" required for this only in the permitted range (valid range) a steady Course.
Dieser Verlauf wurde mathematisch hergeleitet und entspricht nicht exakt dem tatsächlichen Verlauf des implementierten oder simulierten Systems.This History was derived mathematically and does not correspond exactly the actual course of the implemented or simulated System.
Bei der Auswertung wird mittels einer Signalverarbeitung die Peak-Position bestimmt. Hierbei kann sich durch die Code-Signal-Charakteristik ein nicht stetiger Verlauf der Peak-Position ergeben.at the evaluation is the peak position by means of a signal processing certainly. This may be due to the code signal characteristic result in an unsteady course of the peak position.
Werden vom System nicht der Korrelations-Peak sondern andere spektrale Peaks als Peak erkannt, kommt es zu einem unstetigen Verlauf der vom System identifizierten Peak-Position, was als Sprung der Peak-Position bezeichnet werden kann. Dabei können die folgenden Sprungarten unterschieden werden:
- 1. Sprung resultierend aus der Code-Signal-Charakteristik, wobei dieser Sprung auch bei geringer Signaldämpfung auftritt.
- 2. Sporadischer Sprung, der aus der Korrelation von Referenz-Code und ASIC-Rauschen resultiert.
- 1st jump resulting from the code signal characteristic, this jump also occurs at low signal attenuation.
- 2. Sporadic jump resulting from the correlation of reference code and ASIC noise.
Ist der Verlauf nicht stetig, können folgende Effekte bei der Synchronisation im ”Sync State” sowie dem Regeln im ”Secure State” auftreten:
- 1. Sync State: Sobald innerhalb des erlaubten Bereichs ein Sprung des Peak-Position auftritt, wird das System nicht in den ”Secure State” gelangen. Treten die Sprünge sporadisch auf, wird der ”Secure State” erreicht. Secure State: Jedoch wird das System auch bei nicht unterbrochenem Schutzfeld, entsprechend dem Sprung, sporadisch auf ”rot” schalten.
- 2. Sync State: Treten Sprünge über den Mittelpunkt
des Korrelations-Spektrums auf (von 2.1 nach 2.2 in
13 ), regelt das System sich um diese Sprünge ein. Da jedoch der erlaubte Bereich nicht erreicht wird, kann das System nicht synchronisieren. - 3. Sync State: Ergeben sich stetige Verläufe der Peak-Position über den Mittelpunkt des Korrelations-Spektrums bei einer Verschiebung τ ≠ 0, wird sich das System auf diese Verschiebung synchronisieren. Das System wird nicht die gleich hohe Verfügbarkeit gewährleisten wie bei korrekter Synchronisation bei τ = 0, ist jedoch prinzipiell funktionsfähig. Dies sollte dennoch vermieden werden, da bei verschobener Synchronisation nicht die gewünschte Störempfindlichkeit erreicht wird.
- 1. Sync State: As soon as a jump in the peak position occurs within the allowed range, the system will not enter the "Secure State". If the jumps occur sporadically, the "secure state" is achieved. Secure State: However, even if the protective field is not interrupted, the system will sporadically switch to "red" according to the jump.
- 2. Sync State: jumps across the center of the correlation spectrum (from 2.1 to 2.2 in
13 ), the system adjusts to these jumps. However, since the allowable range is not reached, the system can not synchronize. - 3. Sync State: If there are continuous traces of the peak position over the center of the correlation spectrum with a shift τ ≠ 0, the system will synchronize to this shift. The system will not guarantee the same high availability as with the correct synchronization at τ = 0, but is in principle functional. This should nevertheless be avoided, since the desired susceptibility to interference is not achieved with shifted synchronization.
Im Folgenden sei näher auf die Auswertestrategie im Zusammenhang mit einer verschobenen M-Sequenz (Shifted M-Sequence) eingegangen.in the The following is more closely related to the evaluation strategy with a shifted M-sequence (Shifted M-Sequence).
Verschobene Sequenzen (Shifted M-Sequences) stellen eine Alternative zu orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes dar. Durch zyklische Verschiebung der M-Sequenzen lassen sich ”quasi-orthogonale” Codes erzeugen, basierend auf den optimalen Autokorrelations-Eigenschaften der M-Sequenzen.shifted Sequences (Shifted M-Sequences) are an alternative to orthogonal ones Hadamard-Walsh codes. By cyclic shifting of the M sequences can generate "quasi-orthogonal" codes, based on the optimal autocorrelation properties of the M sequences.
Das Prinzip der verschobenen M-Sequenz ergibt sich aus folgendem:The The principle of the shifted M sequence results from the following:
Code
1 dient nun als ”Mutter-Sequenz” und wird in
Bei
einer Kreuzkorrelation von Code 1 und Code 2 wird die spektrale
Energie auf zwei Korrelations-Peaks verteilt (vgl.
In
der
Was
das Synchronisations-Verfahren betrifft, so ist bei M-Sequenzen
eine Synchronisation mit lediglich einem Referenz-Code von vornherein
ausgeschlossen. Die Wahrscheinlichkeit, auf einen Neben-Peak zu synchronisieren,
ist zu hoch. Diese Vorab-Überlegung wird durch die Graphik
der
Um ein fehlerhaftes Synchronisieren zu vermeiden, wird zur Synchronisation das Summensignal verwendet.Around to avoid erroneous synchronization becomes synchronization the sum signal is used.
Es kann nun eine Erweiterung durch Verknüpfung der Korrelations-Spektren erreicht werden.It can now be an extension by linking the correlation spectra be achieved.
Bisher wurden die drei Korrelations-Spektren separat ausgewertet. Dies bedeutete, dass das PSR, das heißt das Verhältnis von Peak zu maximalen Sidelobes oder zu maximalen Stör-Peaks, von S1 berechnet und geprüft wurde, ob Code 1 vorhanden ist. Anschließend wurde das PSR von S2 berechnet und geprüft, ob Code 2 vorhanden ist, und zuletzt wurde das PSR von S3 berechnet und geprüft, ob Code 3 vorhanden ist.So far, the three correlation spectra were evaluated separately. This meant that the PSR, that is, the ratio of peak to maximum sidelobes or maximum spurious peaks, was calculated from S 1 and checked to see if code 1 was present. Then the PSR of S 2 was calculated and checked if code 2 is present, and finally the PSR of S 3 was calculated and checked if code 3 is present.
Da
jedes der drei Spektren aus dem empfangenen Summen-Signal berechnet
wird, ist die Verschiebung τ für alle Referenz-Codes
gleich. Dies bedeutet, dass die Peak-Position der Haupt-Peaks aller
Korrelations-Spektren gleich sein muss. Durch die Verschiebung τ können
die drei Korrelations-Spektren miteinander verknüpft ausgewertet
werden. Die Berechnung der PSR-Werte ist in der
Gemäß
Was die Auswirkungen auf die Störunempfindlichkeit betrifft, so wird folgendes Szenario betrachtet:
- – Code-Signal 1 wird von einem Objekt unterbrochen, und zum gleichen Zeitpunkt wird durch einen optischen Störer ein Stör-Peak erzeugt. Annahme: Die Signalform ähnelt der des Code-Signals 1. Hierdurch wird im erlaubten Bereich des Korrelations-Spektrums ein Stör-Peak erzeugt. Dieser Stör-Peak wird nun vom System fälschlicherweise als Haupt-Peak von Code-Signal 1 erkannt.
- – Mit einer separaten Auswertung bleibt das System auf ”grün”, obwohl einer der Strahlen unterbrochen ist, was als äußerst kritisches Ereignis einzustufen ist. ”Grün” gezeichnet den Schaltzustand des Gerätes und bedeutet, dass das Schutzfeld nicht unterbrochen ist und somit der OSSD-Ausgang des Gerätes auf ”high active” geschaltet ist. ”Rot” bedeutet, dass das Schutzfeld unterbrochen ist und somit der OSSD-Ausgang des Gerätes auf ”low” geschaltet ist.
- Code signal 1 is interrupted by an object, and at the same time an interference peak is generated by an optical interferer. Assumption: The signal shape is similar to that of the code signal 1. As a result, an interference peak is generated in the allowed range of the correlation spectrum. This interference peak is now erroneously recognized by the system as the main peak of code signal 1.
- - With a separate evaluation, the system remains "green", even though one of the beams is interrupted, which is classified as a highly critical event. "Green" marks the switching state of the device and means that the protective field is not interrupted and thus the OSSD output of the device is switched to "high active". "Red" means that the protective field is interrupted and thus the OSSD output of the device is switched to "low".
Durch das Prinzip der verschobenen M-Sequenz wird bei Korrelation des Störers mit dem Code-Signal 2 die Energie des Stör-Peaks in zwei Neben-Peaks aufgeteilt. Hierbei wird auch die Peak-Position des Stör-Peaks entsprechend verändert.By the principle of the shifted M sequence is shown by correlation of the Interferer with the code signal 2 the energy of the interfering peak divided into two secondary peaks. This is also the peak position the Stör-peak changed accordingly.
Die Position des Stör-Peaks (Peak-Pos1) in S1 ist zwar innerhalb des erlaubten Bereichs (Valid Range), sie ist jedoch weder mit der Position des Stör-Peaks in S2 noch mit der Position des Korrelations-Peaks in S2 identisch.Although the position of the spurious peak (peak Pos 1 ) in S 1 is within the allowable range (valid range), it is neither with the position of the spurious peak in S 2 nor with the position of the correlation peak in S 2 identical.
Aus
der erweiterten Auswertung für verschobene M-Sequenzen
ergeben sich die folgenden Rückschlüsse:
Werden
nun einer oder mehrere der Stör-Peaks fälschlicherweise
als Haupt-Peak erkannt, so sind die Positionen der Haupt-Peaks der
drei Korrelations-Spektren nicht identisch. Dies ist besonders im
Hinblick auf das oben genannte Szenario sehr wichtig. Im direkten
Vergleich ist eine deutliche Verbesserung des FAR (False Acceptance
Ratio) zu erkennen, wobei die FRR (False Rejection Ratio) nur minimal
schlechter ausfällt.The following conclusions can be drawn from the extended evaluation for shifted M sequences:
If one or more of the spurious peaks are erroneously recognized as the main peak, the positions of the main peaks of the three correlation spectra are not identical. This is very important especially in view of the above scenario. In direct comparison, a significant improvement in the FAR (False Acceptance Ratio) can be seen, with the FRR (False Rejection Ratio) only slightly worse.
Die Verwendung von verschobenen M-Sequenzen erweist sich also als sehr vorteilhaft hinsichtlich der Signal-Orthogonalität sowie der Störunempfindlichkeit durch das Verknüpfen der Korrelations-Spektren.The Using shifted M sequences turns out to be very advantageous in terms of signal orthogonality as well the immunity to interference by the linking the correlation spectra.
Die Auswertung des Summensignals kann durch zwei unterschiedliche Methoden erfolgen, wobei beide Methoden auf dem zuvor erläuterten Prinzip von zyklisch verschobenen Sequenzen basieren.The Evaluation of the sum signal can be done by two different methods carried out, both methods on the previously explained Principle based on cyclically shifted sequences.
Erste Methode:First method:
Analyse des Summensignals mittels n Korrelationsvorgängen (n = Anzahl der aus einer Mutter-Sequenz erzeugten Sequenzen einschließlich der Mutter-Sequenz; z. B. bei drei Sendern auf einen Empfänger: n = 3, bei fünf Sendern auf einen Empfänger: n = 6), wobei die Peak-Positionen der einzelnen Korrelations-Spektren identisch sind. Diese Methode wurde zuvor im einzelnen beschrieben.analysis of the sum signal by means of n correlation processes (n = Number of sequences generated from a parent sequence including the mother sequence; z. For example, if there are three senders to one receiver: n = 3, with five senders to one receiver: n = 6), where the peak positions of the individual correlation spectra are identical. This method has been described in detail previously.
Zweite Methode:Second method:
Analyse
des Summensignals mittels nur eines Korrelationsvorgangs, wobei
der Referenz-Code wie folgt durch zyklische Verschiebung bzw. Verlängerung
aus der Mutter-Sequenz erzeugt wird:
Die Mutter-Sequenz wird
in n Segmente aufgeteilt (s1, s2, ... sn – 1, sn). Die
einzelnen Codes werden wie bereits beschrieben durch zyklische Verschiebung
erzeugt. Der Referenz-Code wird nun durch Verlängern der Mutter-Sequenz
um n – 1 Segmente erzeugt. Hierbei können die
Segmente vor oder nach (synchron oder asynchron) der Mutter-Sequenz
hinzugefügt bzw. angehängt werden. Es muss jedoch
gewährleistet sein, dass der Referenz-Code einen Ausschnitt,
mit einer Anzahl von insgesamt 2·n – 1 Segmenten,
aus der folgenden Code-Kette ist:
The mother sequence is divided into n segments (s1, s2, ... sn-1, sn). The individual codes are generated by cyclic shifting as already described. The reference code is now generated by extending the parent sequence by n-1 segments. The segments can be added or appended before or after (synchronous or asynchronous) to the parent sequence. However, it must be ensured that the reference code is a section, with a total of 2 · n - 1 segments, from the following code chain:
Mittels eines solchen Referenz-Codes entstehen im Korrelations-Spektrum n gleichwertige Korrelations-Peaks. Diese Peaks werden durch den jeweiligen übertragenen Code C1, C2, ... Cn erzeugt, sodass jeder einzelne Code mit nur einem Korrelations-Spektrum nachgewiesen werden kann.through of such a reference code arise in the correlation spectrum n equal correlation peaks. These peaks are caused by the respective transmitted code C1, C2, ... Cn, so that every single code with only one correlation spectrum detected can be.
Die bei der ersten Methode angewandte Verknüpfung der Korrelations-Spektren durch die Peak-Positionen zur Minimierung der FAR (False Acceptance Ratio) erfolgt bei dieser Methode über den Abstand der einzelnen Korrelations-Peaks. Dieser ist zu jeder Zeit konstant und entspricht der Verschiebung der Mutter-Sequenz. Das Überprüfen der Peak-Positionen der n Korrelations-Spektren (angewandt in der ersten Methode) ist äquivalent zur Überprüfung des Abstandes der n Korrelations-Peaks im Korrelations-Spektrum (der zweiten Methode).The in the first method applied correlation of the correlation spectra through the peak positions to minimize the FAR (False Acceptance Ratio) is carried out in this method on the distance of the individual Correlation peak. This is constant at all times and corresponds the displacement of the mother sequence. The checking the peak positions of the n correlation spectra (applied in the first method) is equivalent to the review the distance of the n correlation peaks in the correlation spectrum (the second method).
Wie bereits erwähnt, kann der erste Code in Form eines eine M-Sequenz, Gold-Sequenz oder Kasami-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes vorgesehen sein.As already mentioned, the first code can be in the form of a M-sequence, gold sequence or Kasami sequence pseudo-random codes be provided.
- 1010
- Sendeeinheittransmission unit
- 1212
- Lichtsenderlight source
- 1414
- optischer Kanaloptical channel
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- LichtempfangseinheitLight-receiving unit
- 1818
- Lichtempfängerlight receiver
- 2020
- Steuer- und/oder AuswerteeinheitTax- and / or evaluation unit
- 20'20 '
- Mittelmedium
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20120724 |